无线电广播和收音机基本原理-hhj

微波通信、卫星通信、雷达
微波通信、雷达、射电天文学
名称 长波
简称 SW MW SW 120 m SW 90 m
频率 150~200 KHz 535~1605 KHZ 2300~2490 KHz 3200~3400 KHz
无 线 电 广 播 的 波 段 划 分
中波 短波 120 m 短波 90 m
短波 75 m
初中物理教师培训
无线电广播和收音机原理简介
青岛大学师范学院物理系 韩会景 2012.10.26
一、无线电和收音机简史 无线电是谁发明的? 西方公认是马可尼, 俄罗斯只
承认波波夫。这个问题争论了一个多世纪, 至今还没有
完全统一。
西方国家认为发明把信号载在电波上进行电信传输
的人是意大利电气技师马可尼。第一次试验是在1894年，
4 散射传播(散射波)
5 卫星转播
长波传播特点是：长波以天波或地波的形式传播。 地面对它吸收弱，白天和晚上传播，变化较小，比铰稳 定。但地波传播的最大距离不超过三至四千公里，所以 一般长波传播方式仍以天波为主。 短波传播特点是：地面对短波吸收极强，沿地球表 面只能传播几十公里。它的传播主要是依靠地球外的电 离层与地面间的来回反射，因此可以传得很远。由于短 波依靠电离层反射，所以受季节、日夜、气候变化影响
短波 60 m 短波 49 m
SW 75 m
SW 60 m SW 49 m
3900~4000 KHz
4750~5060 KHz 5950~6200 KHz
短波 41 m
短波 31 m 短波 25 m 短波 19 m 短波 16 m 短波 13 m 短波 11 m
SW 41 m
SW 31 m SW 25 m SW 19 m SW 16 m SW 13 m SW 11 m
比较大，信号强弱变化显著，声音常常一会儿大，一会
儿小。短波多用于远距离广播。
中波传播特点和长波大体相似，但地面对中波吸收 较强，所以沿地球表面传播路程不远。一般夜里收听效 果比白天好，白天收听不到的电台，夜间可能听到。中 波适用于传播距离不太远的电台，我国国内广播一般用
中波。
超短波一般只能在空间直线传播，因此它的传播距

晶体管收音机
集成电路收音机


1958年9月12日，基尔比研制出世界上第一块集成电路。从此， 集成电路逐渐取代了晶体管，使微处理器的出现成为了可能， 奠定了现代微电子技术的基础，也为现代信息技术奠定了基础， 开创了电子技术历史的新纪元，让我们现在习以为常一切电子 产品的出现成为可能。 在一块几平方毫米的极其微小的半导体晶片上，将成千上万的 晶体管、电阻、电容、包括连接线做在一起，作为一个具有一 定电路功能的器件来使用的电子元件，叫做"集成电路"。集成 电路具有体积小，重量轻，引出线和焊接点少，寿命长，可靠 性高，性能好等优点，同时成本低，便于大规模生产。本质上， 集成电路是最先进的晶体管，集成电路使电子元件向着微小型 化、低功耗和高可靠性方面迈进了一大步。用集成电路来装配 电子设备，其装配密度比晶体管可提高几十倍至几千倍，设备 的稳定工作时间也可大大提高。
DSP收音机
Designed byZHANGLEI
最简单DSP收音机
收音机的主要质量指标 1. 灵敏度 灵敏度说明收音机接收微弱信号的能力。通常用毫伏 /米( mV/ m)表示用磁性天线的收音机的灵敏度，用微伏 (V)表示装外接天线或拉杆天线的收音机的灵敏度。它 们的数值越小，灵敏度越高。
2. 选择性
无线电波(频)段的划分及其用途
波段名称 超长波 长波 中波 短波 波长范围 108~104 m 104~103 m 103~102m 102~10 m 频率范围 3Hz~30kHz 30~300kHz 300kHz~3MHz 3~30MHz 频段名称 VLF(甚低频) LF(低频) MF(中频) HF(高频) 主要用途 音频、电话、数据终端 导航、信标、电力线通信 AM广播、业余无线电
7100~7300 KHz
9500~9775 KHz 11700~11975 KHz 15100~15450 KHz 17700~17900 KHz 21450~21750 KHz 25600~26100 KHz
调频广播
FM
88~108 MHz
无线电波的传播
1 地面传播(地波) 2 电离层反射(天波) 3 直射传播(直射波)
差。但在中等房间里接收本地强台仍可以获得比较满
德发现方铅矿石具有检波作用，如果将其与几种简单的
元件相连接，就可以接收到无线电台放送的广播节目。
1.矿石收音机
靠天线接收电波，机内装有简单的调谐电路，可将
接收到的电波按所需的波长选择出来输送给矿石检波器，
从电波中分检出记载音频信号的电流，然后通过耳机将 电流转换成声音。矿石收音机无需电池，结构简单，几 乎所有的无线电爱好者可自己装配制做。但它需要良好 的天线和地线，而且音量很小，只能供一人收听，选择 性也很差。
这成为无线电技术的开端。
俄国人认为1894年，波波夫制成了一台无线电接收
机，他第一次在接收机上使用了天线。这也是世界上的
第一根天线。
1902年，美国人史特波斐德使用自制的矿石收音机
完成无线电广播实验；1904年英国物理学家发明了世界
上第一只电子二极; 1906年，美国发明家德· 福斯特组装
了第一个真空管放大器，这种放大器立即就被用来与马
移动电话、短波广播、业余无线电
米波 (超短波)
分米波
10~1m
100~10cm
30~300MHz
300M~3GHz
VHF(甚高频)
FM广播、TV、导航移动通信
UHF(超高频) TV、遥控遥测、雷达、移动通信
厘米波
毫米波
10~1cm
10~1mm
3~30GHz
30~300GHz
SHF(特高频)
EHF(极高频)

电子管收音机
国货！
晶体管收音机
晶体管是一种固体半导体器件，可以用于检波、整流、放大、开关、稳压、信 号调制和许多其它功能（金银铜铁等金属，它们导电性能好，叫做导体。木材、 玻璃、陶瓷、云母等不易导电，叫做绝缘体。导电性能介于导体和绝缘体之间 的物质，就叫半导体。晶体管就是用半导体材料制成的，这类材料最常见的便 是锗和硅两种）。1947年12月23日，第一块晶体管在美国贝尔实验室诞生， 这是20世纪的一项重大发明，是微电子革命的先声,从此人类步入了飞速发展 的电子时代。 晶体管收音是一种小型的基于晶体管的无线电接收机。1954年10月18日，世 界上第一台晶体管收音机投入市场，仅包含4只锗晶体管。在晶体管出现以后， 收音机才开始真正普及。1958年，我国第一部国产半导体收音机研制成功。 晶体管收音机以其耗电少，不需交流电源，小巧玲珑，使用方便而赢得人民的 喜爱，并逐渐在市场上占据了主导地位，并成为最普及和廉价的电子产品。 晶体管是现代历史中最伟大的发明之一，晶体管发明以后,电子学取得了突飞 猛进的进步。尤其是PN结型晶体管的出现，开辟了电子器件的新纪元，引起 了一场电子技术的革命。
可尼的无线电发明相结合，利用无线电传送人的声音，
于是产生了收音机。加拿大人雷金纳德· 奥布里· 费森登 在马萨诸塞州的布兰特罗克建立试验广播台，该台在 1906年圣诞节前夕播送了第一个广播节目。
1910年，第一家每日无线电广播台创始于加利福尼
亚州圣约瑟· 查尔斯· 赫罗尔德广播学校。它是世界上最
久的一直没有中断的广播电台。1920年，第一个现代商
集成电路收音机
DSP收音机



DSP技术收音机就是无线电模拟信号由天线感应接收后，在同 一块芯片里放大，然后转化为数字信号，再对数字信号进行处 理，然后还原成模拟音频信号输出的新型收音机。DSP技术的 本质是用"软件无线电"代替"硬件无线电"，它大大降低了收音 机制造业的门槛。 2006年美国芯科实验室首次研发出DSP技术收音机芯片，同年， 全球规模最大的收音机制造商：深圳凯隆电子有限公司与美国 芯科实验室合作，开发出世界上第一台DSP收音机：KK-D48L。 2007年，深圳凯隆电子有限公司在深圳与上海组建DSP技术研 发实验室。2009年，完全具有自主知识产权的中、低端性能国 产DSP收音机芯片诞生，从此，DSP技术收音机进入普及时代。 深圳凯隆电子有限公司也因此颠覆性创新成果获得了国家级高 新技术企业殊荣。 DSP技术收音机的问世，标志着传统模拟收音机将逐渐退出历 史舞台。收音机的数字时代已经到来。
离较近，电视和调频广播都用超短波。
调幅无线电广播
调频无线电广播
三、收音机发展简介
从器件上：电子Βιβλιοθήκη Baidu→→晶体管→→集成电
路
从广播制式上： 直接放大式→→超外差
式（AM/FM）→→调频立体声
从技术上：
调频收音机）
模拟式→→数字式（数字
发展历程
矿石收 音机
集成电 路收音 机 DPS收 音机
选择性是表示收音机挑选电台的能力。选择性用分贝
(db)表示，在满足频带宽度的前提下，分贝值越大，选
择性越好。
3. 保真度(失真度)
收音机输出的信号波形，应与原来传送的信号一致，
保真度表示了收音机保持原来信号波形的能力。它主要
用频率失真和非线性失真的大小来表示。
4. 频率范围(波段覆盖)
说明收音机能够收听波段的频率范围，而且在整个波
再生来复式单管收音机
比较成熟的晶体管再生来复式收音机采用4只晶
体管，分别用作再生来复式高放、低放和推挽功放。
四管再生来复式收音机
再生来复式收音机电路简单，但高频放大容易产
生振荡，放大倍数不能很大，使灵敏度受到限制，且
频率低端与高端增益相差较大，整个频段内灵敏度不
均匀；另一方面，由于谐振回路少，选择性也普遍较
电子管 收音机
晶体管 收音机
未来收 音机
矿石收音机
电子管收音机
1904年，世界上第一只电子管在英国物理学家弗莱明的手下诞生。人 类第一只电子管的诞生，标志着世界从此进入了电子时代。 电子管是一种在气密性封闭容器（一般为玻璃管）中产生电流传导， 利用电场对真空中的电子流的作用以获得信号放大或振荡的电子器件。 电子管是电子时代的鼻祖，电子管发明以后，使收音机的电路和接收 性能发生了革命性的进步和完善。 1930年以前，几乎所有的电子管收音机都是采用两组直流电源供电， 一组作灯丝电源，一组作阳极电源，而且耗电较大，用不了多长时间 就需要更换电池，因此收音机的使用成本较高。1930年前后，使用交 流电源的收音机研制成功，电子管收音机才较大范围地走进人们的家 庭。但是由于电子管体积大、功耗大、发热厉害、寿命短、电源利用 效率低、结构脆弱而且需要高压电源的缺点，现在它的绝大部分用途 已经基本被固体器件晶体管所取代。
段范围内应能满足主要指标。
5. 额定输出功率(不失真输出功率)
表示在一定非线性失真条件下，收音机输出功率的大
小，通常用毫瓦( mW)或瓦(W)表示，输山功率越大，声
音越响。
四、收音机工作原理
从工作原理上讲，收音机经过了矿石检波式、直接 放大式和超外差式的转变。 矿石式收音机是最简单的收音机，它是由美国科学 家邓伍迪和皮卡尔德发明的。1910年，邓伍迪和皮卡尔
地提高谐振回路输出信号的强度，提高灵敏度和选择性，
直接放大式收音机又常称为再生式收音机。
为节约成本，直接放大式收音机中也常将检波后的 低频信号重新送到检波前的高频放大晶体管中再进行一 次低频放大(来复放大)，故直接放大式收音机又常称为 来复式收音机 。
最简单的再生来复式收音机是晶体管单管再生来复
收音机，简单廉价体积小，不需天线和地线，用耳机接 收本地强台的广播。
业无线电广播台在匹兹堡成立，它于1920年11月2日正式
开播。
二十多年后，调频广播诞生，直到1962年才出现调
频立体声广播。
二、无线电广播和接收原理
1.无线电波概述
速度 频率 波长
电磁波
中波：中国10 kHz
美国 9 kHz
短波：10 kHz （数字式收音机按5 kHz调谐） 调频：200 kHz （数字式收音机按100 kHz调谐）
矿 石 收 音 机
调谐
回路
检 波
2.直接放大式收音机
直接放大式收音机在矿石收音机的基础上增加了高
频放大和低频放大部分，性能较矿石式收音机有所改进。
最简单的有放大能力的收音机
直接放大式收音机通常在高频放大器中加入正反馈，
在电路不产生自激振荡的前提下，使放大后的信号部分
地返回到谐振回路进行再生放大。再生放大可以大幅度